Schulcurriculum Physik der Sek. I. Stand

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1 Schulcurriculum Physik der Sek. I Stand

2 Klasse 5: Dauermagnete unterscheiden die Wirkungen eines Magneten auf unterschiedliche Gegenstände und klassifizieren die Stoffe entsprechend. wenden diese Kenntnisse an, indem sie ausgewählte Erscheinungen aus dem Alltag auf magnetische Phänomene zurückführen. beschreiben Dauermagnete durch Nord- und Südpol und deuten damit die Kraftwirkung. wenden diese Kenntnisse zur Darstellung der Erde als Magnet an. geben an, dass Nordund Südpol nicht getrennt werden können. führen dazu einfache Experimente mit Alltagsgegenständen nach Anleitung durch und werten sie aus. beschreiben entsprechende Phänomene. führen einfache Experimente nach Anleitung durch und werten sie aus. führen einfache Experimente zur Magnetisierung und Entmagnetisierung nach Anleitung durch und werten sie aus. halten ihre Arbeitsergebnisse in vorgegebener Form fest. dokumentieren die Ergebnisse ihrer Arbeit. dokumentieren die Ergebnisse ihrer Arbeit. 2 nutzen ihr Wissen zur Bewertung von Sicherheitsmaßnahmen im Umgang mit Magneten im täglichen Leben. 16 Stunden Einführung des Versuchsprotokolls: A,B,C Lehrbuch S. 34/35 Lehrbuch S. 36/37 Lehrbuch S. 42/43 Magnetisierungsversuche mit Stricknadel oder mit Sechskantstäben Lehrbuch S. 38, 40/41

3 beschreiben das Modell der Elementarmagnete. beschreiben den Aufbau und deuten die Wirkungsweise eines Kompasses. verwenden dieses Modell zur Deutung einfacher Phänomene. beschreiben die Anwendung des Kompasses zur Orientierung. benennen Auswirkungen dieser Erfindung in historischen und gesellschaftlichen Zusammenhängen (Seefahrer, Entdeckungen). Bezüge zu Geschichte, Erdkunde Lehrbuch S. 39 Recherche (Internet, Bibliothek) Lehrbuch S. 44/45 Klasse 5: Stromkreise 24 Stunden erkennen einfache elektrische Stromkreise und beschreiben deren Aufbau und Bestandteile. wenden diese Kenntnisse auf ausgewählte Beispiele im Alltag an. verwenden Schaltbilder in einfachen Situationen sachgerecht. nehmen dabei Idealisierungen vor. bauen einfache unterscheiden dabei zwischen alltagssprachlicher und fachsprachlicher Beschreibung. benutzen Schaltpläne als fachtypische 3 zeigen anhand von einfachen Beispielen die Bedeutung elektrischer Stromkreise im Alltag auf. Fahrradstromkreise untersuchen Lehrbuch S. 6/7 Schaltpläne Symbole nach Lehrbuch

4 unterscheiden Reihenund Parallelschaltung. wenden diese Kenntnisse in verschiedenen Situationen aus dem Alltag an. unterscheiden zwischen elektrischen Leitern und Isolatoren und können Beispiele dafür benennen. Bezüge zu Chemie charakterisieren elektrische Quellen anhand ihrer Spannungsangabe. wissen um die Gefährdung durch Elektrizität und wenden geeignete Verhaltensregeln zu deren Vermeidung an. beschreiben die Wirkungsweise eines Elektromagneten. elektrische Stromkreise nach vorgegebenem Schaltplan auf. führen dazu einfache Experimente nach Anleitung durch. planen einfache Experimente zur Untersuchung der Leitfähigkeit, führen sie durch und dokumentieren die Ergebnisse. nutzen die Spannungsangaben auf elektrischen Geräten zu ihrem bestimmungsgemäßen Gebrauch. nutzen ihre Kenntnisse über elektrische Schaltungen um den Einsatz von Elektromagneten im Alltag zu erläutern. Darstellungen. dokumentieren die Ergebnisse ihrer Arbeit. beschreiben den Aufbau einfacher technischer Geräte und deren Wirkungsweise. tauschen sich über die Erkenntnisse zur Leitfähigkeit aus. nutzen ihr physikalisches Wissen zum Bewerten von Sicherheitsmaßnahmen am Beispiel des Schutzleiters und der Schmelzsicherung. Schülerübungen Lehrbuch S.12/13 Stromkreise in der Wohnung beschreiben, Wechselschaltung Lehrbuch S.14 bis 17 Der Mensch als elektrischer Leiter, Wasser als Leiter und Nichtleiter Lehrbuch S. 8 bis 11 Lehrbuch S. 22/23 Lehrbuch S. 24/25 Schülerübungen, Bau eines Elektromagneten, Selbstunterbrechung (Klingel, etc.), Sicherungsautomat 4

5 Klasse 6: Phänomenorientierte Optik wenden die Sender- Empfänger-Vorstellung des Sehens in einfachen Situationen an. nutzen die Kenntnis über Lichtbündel und die geradlinige Ausbreitung des Lichtes zur Beschreibung von Sehen und Gesehenwerden. unterscheiden zwischen alltagssprachlicher und fachsprachlicher Beschreibung des Sehvorgangs. wenden diese Kenntnisse zur Unterscheidung von Finsternissen und Mondphasen an. schätzen die Bedeutung der Beleuchtung für die Verkehrssicherheit ein. 40 Stunden Einstieg in die Unterrichtseinheit in Form eines Lernzirkels Lehrbuch S. 54 bis 57 beschreiben und erläutern damit Schattenphänomene, Finsternisse und Mondphasen. beschreiben Reflexion, Streuung und Brechung von Lichtbündeln an ebenen Grenzflächen. führen einfache Experimente nach Anleitung durch. beschreiben Zusammenhänge mit Hilfe von geometrischen Darstellungen beschreiben ihre Ergebnisse sachgerecht und verwenden dabei ggf. Je-desto- Beziehungen. Lehrbuch S. 58 bis 63 Lehrbuch S. 64 bis 67 Lehrbuch S. 78 bis 83 Totalreflexion mit Anwendungen behandeln (Glasfaser, Luftspiegelung) 5

6 beschreiben die Eigenschaften der Bilder an ebenen Spiegeln, Lochblenden und Sammellinsen. Bezüge zu Mathematik unterscheiden Sammelund Zerstreuungslinsen. wenden diese Kenntnisse im Kontext Fotoapparat und Auge an. Bezüge zu Biologie beschreiben weißes Licht als Gemisch von farbigem Licht. Bezüge zu Biologie, Kunst führen dazu einfache Experimente nach Anleitung durch. deuten die Unterschiede zwischen den beobachteten Bildern bei Lochblenden und Sammellinsen mit Hilfe der fokussierenden Wirkung von Linsen. führen dazu einfache Experimente nach Anleitung durch. beschreiben ihre Ergebnisse sachgerecht und verwenden dabei ggf. Je-desto- Beziehungen. beschreiben das Phänomen der Spektralzerlegung. Lochkamera basteln lassen Lehrbuch S. 68/69 Lehrbuch S. 70 bis 73 Auge mit Schwerpunkt Sehen behandeln Lehrbuch S. 74 bis 77 Additive und subtraktive Farbmischung unterscheiden, Regenbogen Lehrbuch S 84 bis 87 6

7 Klasse 7.2: Bewegung, Masse und Kraft verwenden lineare t-sund t-v-diagramme zur Beschreibung geradliniger Bewegungen. erläutern die entsprechenden Bewegungsgleichungen. nutzen diese Kenntnisse zur Lösung einfacher Aufgaben. erläutern die Trägheit von Körpern und beschreiben deren Masse als gemeinsames Maß für ihre Trägheit und Schwere. werten gewonnene Daten anhand geeignet gewählter Diagramme aus (zweckmäßige Skalierung der Achsen, Ausgleichsgerade). interpretieren und bestimmen Geschwindigkeit bzw. Beschleunigung als Steigung. Bezüge zu Mathematik verwenden selbst gefertigte Diagramme und Messtabellen zur Dokumentation und interpretieren diese. tauschen sich über die gewonnenen Erkenntnisse und deren Anwendungen unter angemessener Verwendung der Fachsprache und fachtypischer Darstellung aus. beschreiben entsprechende Situationen umgangssprachlich und benutzen dabei zunehmend Fachbegriffe. 50 Stunden Verschiedene Methoden der Messwerterfassung benutzen Erstellen und Interpretieren von Diagrammen Lehrbuch S. 46 bis 55 Lehrbuch S. 66/67 Lehrbuch S. 60/61 verwenden als Maßeinheit der Masse 1 kg und schätzen typische Größenordnungen ab. Lehrbuch S. 62/63 identifizieren Kräfte als Ursache von Bewegungsänderungen beschreiben diesbezügliche Phänomene und führen sie unterscheiden zwischen alltagssprachlicher und fachsprachlicher Lehrbuch S. 56/57 7

8 oder Verformungen. verwenden als Maßeinheit der Kraft 1N und schätzen typische Größenordnungen ab. geben das Hookesche Gesetz an. unterscheiden zwischen Gewichtskraft und Masse. stellen Kräfte als gerichtete Größen mit Hilfe von Pfeilen dar. bestimmen die Ersatzkraft zweier Kräfte zeichnerisch. unterscheiden zwischen Kräftepaaren bei der Wechselwirkung zwischen zwei Körpern und Kräftepaaren beim Kräftegleichgewicht an einem Körper. auf Kräfte zurück. führen geeignete Versuche zur Kraftmessung durch. führen Experimente zu proportionalen Zusammenhängen am Beispiel des Hookeschen Gesetzes durch. Bezüge zu Mathematik beurteilen die Gültigkeit dieses Gesetzes und seiner Verallgemeinerung. geben die zugehörige Größengleichung an und nutzen diese für Berechnungen. nutzen ihre Kenntnisse, um alltagstypische Fehlvorstellungen zu korrigieren. Beschreibung von Phänomenen. dokumentieren die Ergebnisse ihrer Arbeit selbständig. recherchieren zum Ortsfaktor g in geeigneten Quellen. wechseln zwischen sprachlicher und grafischer Darstellungsform. nutzen ihr physikalisches Wissen über Kräfte, Bewegungen und Trägheit zum Bewerten von Risiken und Sicherheitsmaßnahmen im Straßenverkehr. Lehrbuch S. 58/59 Lehrbuch S. 76 Lehrbuch S. 60/61; 64 Lehrbuch S. 70 bis 75 Schiefe Ebene (Rollstuhlrampen) Hebel, Balkenwaage 8

9 Klasse 7.1: Einführung des Energiebegriffs verfügen über einen altersgemäß ausgeschärften Energiebegriff. Bezüge zu Biologie, Chemie beschreiben verschiedene geeignete Vorgänge mit Hilfe von Energieübertragungskett en. Bezüge zu Biologie, Chemie ordnen der Energie die Einheit 1 J zu und geben einige typische Größenordnungen an. stellen qualitative Energiebilanzen für einfache Übertragungsbzw. Wandlungsvorgänge auf. erläutern das Prinzip der Energieerhaltung unter Berücksichtigung des Energiestroms in die Umgebung. stellen diese in Energieflussdiagrammen dar. beschreiben bekannte Situationen unter Verwendung der erlernten Fachsprache. erläutern vorgegebene Energieflussbilder für die häusliche Energieversorgung. geben ihre erworbenen Kenntnisse wieder und benutzen das erlernte Vokabular. präsentieren die Ergebnisse ihrer Arbeit. recherchieren dazu in unterschiedlichen Quellen. veranschaulichen die Bilanzen grafisch. vergleichen Nahrungsmittel im Hinblick auf ihren Energiegehalt. Bezüge zu Biologie schätzen den häuslichen Energiebedarf und dessen Verteilung realistisch ein. 30 Stunden Übersicht über Energieformen erarbeiten Lehrbuch S. 6/7 Lehrbuch S. 8 bis 11 Lehrbuch S. 30 Historische Versuche des Lord Kelvin Erwünschte und unerwünschte Wärmeabgabe Lehrbuch S.31 bis 37 9

10 Unterscheiden Temperatur und innere Energie eines Körpers. Bezüge zu Chemie erläutern anhand von Beispielen, dass Energie von allein nur vom Gegenstand höherer Temperatur zum Gegenstand niedrigerer Temperatur übertragen wird. erläutern, dass Vorgänge in der Regel nicht umkehrbar sind, weil ein Energiestrom in die Umgebung auftritt. verwenden in diesem Zusammenhang den Begriff Energieentwertung. erläutern am Beispiel, dass zwei Gegenstände trotz gleicher Temperatur unterschiedliche innere Energie besitzen können. benutzen ihre Kenntnisse zur Beurteilung von Energiesparmaßnahmen. Lehrbuch S. 14 bis 37 Prinzip des Kühlschranks und der Wärmepumpe als Blackbox Lehrbuch S. 38 bis 42 10

11 Klasse 8: Elektrik beschreiben elektrische Stromkreise in verschiedenen Alltagssituationen anhand ihrer Energie übertragenden Funktion. deuten die Vorgänge im elektrischen Stromkreis mit Hilfe der Eigenschaften bewegter Elektronen in Metallen. nennen Anziehung bzw. Abstoßung als Wirkung von Kräften zwischen geladenen Körpern. identifizieren in einfachen vorgelegten Stromkreisen den Elektronenstrom und den Energiestrom. verwenden für die elektrische Stromstärke die Größenbezeichnung I und für die Energiestromstärke die Größenbezeichnung P sowie deren Einheiten und geben typische Größenordnungen an. verwenden dabei geeignete Modellvorstellungen. Bezüge zu Chemie untersuchen experimentell die elektrische Stromstärke in unverzweigten und verzweigten Stromkreisen. unterscheiden zwischen alltags- und fachsprachlicher Beschreibung entsprechender Phänomene. legen selbständig geeignete Messtabellen an und präsentieren ihre Ergebnisse. 11 zeigen anhand von Beispielen die Bedeutung elektrischer Energieübertragung für die Lebenswelt auf. 80 Stunden Wiederholung Lehrbuch S. 84/85 Kern-Hülle-Modell Lehrbuch S. 86 bis 95 Lehrbuch S. 96 bis 103

12 kennzeichnen die elektrische Spannung als Maß für die je Elektron übertragbare Energie. verwenden die Größenbezeichnung U und deren Einheit und geben typische Größenordnungen an. unterscheiden die Spannung der Quelle von der Spannung zwischen zwei Punkten eines Leiters. erläutern Knoten- und Maschenregel und wenden beide auf einfache Beispiele aus dem Alltag an. unterscheiden die Definition des elektrischen Widerstands vom ohmschen Gesetz. verwenden für den Widerstand die Größenbezeichnung R und dessen Einheit. unterscheiden die Verwendung eines Vielfachmessgeräts als Voltmeter von der als Amperemeter. experimentieren sachgerecht und angeleitet mit Volt- und Amperemeter. begründen diese Regeln anhand einer Modellvorstellung. nehmen entsprechende Kennlinien auf. werten die gewonnenen Daten mit Hilfe ihrer Kenntnisse über proportionale Zusammenhänge aus. Bezüge zu Mathematik wenden das ohmsche Gesetz in einfachen Berechnungen an. legen selbständig geeignete Messtabellen an und präsentieren ihre Ergebnisse. veranschaulichen diese Regeln anhand von geeigneten Skizzen. dokumentieren die Messergebnisse in Form geeigneter Diagramme. erläutern die Zweckmäßigkeit der elektrischen Schaltungen im Haushalt. Lehrbuch S. 108/109 Lehrbuch S. 104 bis 107 Schülerübungen, Lehrbuch S. 116 bis

13 beschreiben Motor und Generator sowie Transformator als black boxes anhand ihrer Energie wandelnden bzw. übertragenden Funktion. bestimmen die Energiestromstärke in elektrischen Systemen. nennen alltagsbedeutsame Unterschiede von Gleich- und Wechselstrom. erläutern die Bedeutung des Transformators für die Energieübertragung im Verteilungsnetz der Elektrizitätswirtschaft. Lehrbuch S. 126 bis

14 Schuljahrgang 9.1.1: Energieübertragung quantitativ 25 Stunden unterscheiden mechanische Energieübertragung (Arbeit) von thermischer (Wärme) an ausgewählten Beispielen. bestimmen die auf diese Weise übertragene Energie quantitativ. benutzen die Energiestromstärke/ Leistung P als Maß dafür, wie schnell Energie übertragen wird. unterscheiden zwischen innerer Energie eines Körpers und seiner Temperatur am Beispiel eines Phasenübergangs. Bezüge zu Chemie. entnehmen dazu Informationen aus Fachbuch und Formelsammlung. zeigen die besondere Bedeutung der spezifischen Wärmekapazität des Wassers an geeigneten Beispielen aus Natur und Technik auf. vergleichen und bewerten alltagsrelevante Leistungen. Leistungsbegriff parallel zur Energiestromstärke benutzen Wärmepumpe behandeln 14

15 Schuljahrgang 9.1.2: Halbleiter beschreiben das unterschiedliche Leitungsverhalten von Leitern und Halbleitern mit geeigneten Modellen. beschreiben die Vorgänge am pn- Übergang mit Hilfe geeigneter energetischer Betrachtungen. erläutern die Vorgänge in Leuchtdioden und Solarzellen energetisch. führen Experimente zur Leitfähigkeit von dotierten Leitern durch (LDR, NTC). Bezüge zu Chemie nehmen die Kennlinie einer Leuchtdiode auf. dokumentieren die Messergebnisse in Form geeigneter Diagramme. beschreiben den Aufbau und die Wirkungsweise von Leuchtdiode und Solarzelle. bewerten die Verwendung von Leuchtdiode und Solarzelle unter physikalischen, ökonomischen und ökologischen Aspekten. benennen die Bedeutung der Halbleiter für moderne Technik. 15 Stunden 15

16 Schuljahrgang 9.2: Atom- und Kernphysik beschreiben das Kern- Hülle-Modell des Atoms und erläutern den Begriff Isotop. Bezüge zu Chemie deuten die Stabilität von Kernen mit Hilfe der Kernkraft. beschreiben die ionisierende Wirkung von Kernstrahlung und deren stochastischen Charakter. geben ihre Kenntnisse über natürliche und künstliche Strahlungsquellen wieder. Bezüge zu Chemie Unterscheiden α-, β- und γ- Strahlung anhand ihrer Eigenschaften und beschreiben ihre Entstehung. erläutern Strahlenschutzmaßnahmen mit Hilfe dieser Kenntnisse. deuten das Phänomen der Ionisation mit Hilfe dieses Modells. Bezüge zu Chemie beschreiben biologische Wirkung und ausgewählte medizinische Anwendungen. Bezüge zu Biologie beschreiben die Ähnlichkeit von UV-, Röntgen- und γ -Strahlung in Analogie zum Licht und berücksichtigen dabei energetische Gesichtspunkte. nutzen dieses Wissen zur Einschätzung möglicher Gefährdung durch Kernstrahlung. nutzen ihr Wissen zur Beurteilung von Strahlenschutzmaßnahm en. Bezüge zu Biologie 40 Stunden Referate (verbindlich) 16

17 unterscheiden Energiedosis und Äquivalentdosis. geben die Einheit der Äquivalent-dosis an. beschreiben den radioaktiven Zerfall eines Stoffes unter Verwendung des Begriffes Halbwertszeit. beschreiben die Kernspaltung und die Kettenreaktion. erläutern die Funktionsweise eines Kernkraftwerks. stellen die Abklingkurve grafisch dar und werten sie unter Verwendung der Eigenschaften einer Exponentialfunktion aus. Bezüge zu Mathematik recherchieren in geeigneten Quellen und präsentieren ihr Ergebnis adressatengerecht. zeigen am Beispiel des Bewertungsfaktors die Grenzen physikalischer Sichtweisen auf. benennen die Auswirkungen der Entdeckung der Kernspaltung im gesellschaftlichen Zusammenhang u. zeigen dabei die Grenzen physikalischer Sichtweisen auf. Bezüge zu Politik-Wirtschaft Referate Altersbestimmung Referate 17

18 Schuljahrgang 10.1: Dynamik beschreiben den freien Fall und den waagerechten Wurf mit Hilfe von t-s- und t-v- Zusammen-hängen. nutzen diese Kenntnisse zur Lösung ausgewählter Aufgaben und Probleme. verwenden die Grundgleichung der Mechanik zur Lösung ausgewählter Aufgaben und Probleme. erläutern die sich daraus ergebende Definition der Krafteinheit. erläutern die Bedeutung von g. beschreiben die gleichförmige Kreisbewegung mit Hilfe der Eigenschaften von Zentralbeschleunigung und Zentralkraft. geben die Gleichung für werten Daten aus selbst durchgeführten Experimenten aus. beschreiben die Idealisierungen, die zum Begriff freier Fall führen und erläutern die Ortsabhängigkeit der Fallbeschleunigung. begründen den Zusammenhang zwischen Ortsfaktor und Fallbeschleunigung. identifizieren den Ortsfaktor als Fallbeschleunigung. begründen die Entstehung der Kreisbewegung mittels der richtungsändernden Wirkung der Zentralkraft. übersetzen zwischen sprachlicher, grafischer und algebraischer Darstellung dieser Zusammenhänge. Bezüge zu Mathematik unterscheiden dabei zwischen alltagssprachlicher und fachsprachlicher Beschreibung, insbesondere hinsichtlich der Vokabel Fliehkraft. 18 nutzen ihr Wissen zum Bewerten von Risiken und Sicherheitsmaßnahmen im Straßenverkehr. 50 Stunden Videoanalyse zur Messwerterfassung benutzen Messwertaufnahme mit Cassy und Luftkissenbahn

19 die Zentralkraft an. formulieren den Energieerhaltungssatz in der Mechanik und nutzen ihn zur Lösung einfacher Aufgaben und Probleme auch unter Einbeziehung der kinetischen Energie. planen einfache Experimente zur Überprüfung des Energieerhaltungssatzes, führen sie durch und dokumentieren die Ergebnisse. nutzen ihr Wissen zum Bewerten von Risiken und Sicherheitsmaßnahmen im Straßenverkehr. Schuljahrgang 10.2: Energieübertragung in Kreisprozessen verfügen über eine anschauliche Vorstellung des Gasdrucks als Zustandsgröße und geben die Definitionsgleichung des Drucks an. Bezüge zu Chemie verwenden für den Druck das Größensymbol p und die Einheit 1 Pascal und geben typische Größenordnungen an. verwenden in diesem Zusammenhang das Teilchenmodell zur Lösung von Aufgaben und Problemen. Bezüge zu Chemie tauschen sich über Alltagserfahrungen im Zusammenhang mit Druck unter angemessener Verwendung der Fachsprache aus. beschreiben das Verhalten idealer Gase werten gewonnene dokumentieren die Stunden

20 mit den Gesetzen von Boyle-Mariotte und Gay-Lussac. Bezüge zu Chemie nutzen diese Kenntnis zur Erläuterung der Zweckmäßigkeit der Kelvin-Skala. Bezüge zu Chemie beschreiben die Funktionsweise eines Stirlingmotors. beschreiben den idealen stirlingschen Kreisprozess im V-p- Diagramm. geben die Gleichung für den maximal möglichen Wirkungsgrad einer thermodynamischen Maschine an. erläutern die Existenz und die Größenordnung eines maximal möglichen Wirkungsgrades auf der Grundlage der Kenntnisse über den stirlingschen Kreisprozess. Daten durch geeignete Mathematisierung aus und beurteilen die Gültigkeit dieser Gesetze und ihrer Verallgemeinerung. interpretieren einfache Arbeitsdiagramme und deuten eingeschlossene Flächen energetisch. nutzen und verallgemeinern diese Kenntnisse zur Erläuterung der Energieentwertung und der Unmöglichkeit eines Perpetuum mobile. Ergebnisse ihrer Arbeit und diskutieren sie unter physikalischen Gesichtspunkten. argumentieren mit Hilfe vorgegebener Darstellungen. nehmen wertend Stellung zu Möglichkeiten nachhaltiger Energienutzung am Beispiel der Kraft- Wärme-Kopplung und begründen ihre Wertung auch quantitativ. Bezüge zur Chemie nicht notwendig Aufnahme eines V-p- Diagramms mit dem LD- Stirlingmotor. 20